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1、 大气污染控制工程课程设计设计题目：10t/h燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计组名：万物生长组 员：吕鹏飞、段仕旗、王诚、夏炯阳、X嘉诚、何知博年级：工程1432系部：环境工程专业：环境工程完成时间：2015.11.3目录一、引言11.1 烟气除尘脱硫的意义11.2 设计目的11.3 设计任务及内容1 1.4 设计资料2二、工艺方案确实定及说明3 2.1 工艺流程图32.2 根底资料的物料衡算32.3 工艺方案的初步选择与确定52.4 整体工艺方案说明5三、 主要处理单元的设计计算63.1脱硫设备设计73.1.1常见的烟气脱硫工艺83.1.2 比对脱硫技术103.1.3 脱硫技术的选择113.2湿法
2、脱硫简介和设计123.2.1 根本脱硫原理133.2.2 脱硫工艺流程14 3.2.3 脱硫影响因素15 / 一、 引言1.1烟气除尘脱硫的意义目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、安康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。我国随着经济的快速开展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物质急剧增多。由于我国局部地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染甚至已经直接影响到人们的身体安康。因而已经到了我们不得不面对的时候，这里我们将用科学的态度去面
3、对去防治。该燃煤锅炉烟气的污染物主要是颗粒污染物和二氧化硫，且排放量比拟大，所以必须通过有效的措施来进展处理，以免污染空气，影响人们的安康生活。通过设计适宜的除尘脱硫系统对烟气进展处理，从而尽量使排放的烟气污染物浓度达标，而不至于污染环境和危害人体安康。1.2设计目的通过本课程设计的综合训练，使环境工程专业学生掌握?大气污染控制工程?课程所要求的根本设计方法，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力，锻炼学生查阅和收集专业资料和设计手册的技能，培养学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决大气污染控制工程实际问题的实践能力。1.3 设计任务及内容A. 设计题目 某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫
4、系统设计B. 设计任务及要求 1. 根本物料衡算：计算燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度、二氧化硫浓度及净化效率的计算；2. 净化系统工艺方案确实定；3. 主要设备尺寸的计算；1.4 设计资料第4组资料：1、锅炉耗煤及排烟情况锅炉型号：SZL6-1.6型共3台燃煤量：1000kg/h台蒸发量：7 t/h台烟气出口处离地面2.5m排烟温度：160烟气密度标态：1.35 kg/m3空气过剩系数：1.38飞灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤质分析CY=67.85%，HY=4.12%，OY=6.06%，NY=1.22%，SY=2.02%，AY=15.18%，WY=10.30%，VY=13.02%3、粉尘粒径分布
5、表1-1 第三组粒径分布粒径m15258155835131含量%3.64.849.237.14.21.1表1-2 粉尘比电阻温度15100200300比电阻cm310781071.51073.51074、气象资料 当地气象资料显示：该地区年平均气压98 kPa；空气中含水标态：0.015 kg/m3；年平均气温18.6；极端最高气温39.9；极端最低气温-1.9。二、工艺方案确实定及说明2.1工艺流程图袋式除尘器锅炉烟气旋流板脱硫塔引风机烟囱排放循环沉淀池pH控制器碱液箱循环泵图2-1 烟气处理工艺流程图2.2 根底资料的物料衡算1. 理论空气量 2-1 =6.9855 式中：2. 理论烟气量
6、设空气含湿量0.015 kg/m3m3N/kg =7.5290m3N/kg 2-2式中：理论空气量m3N/kg10.30%；1.22%3. 实际烟气量 m3N/kg 2-3 = 10.2331m3N/kg 式中：a1.38。理论烟气量m3N/kg理论空气量m3N/kg4. 烟气流量设计耗煤量 2-429164.335m3N/h8.1012m3N/s式中：m3N/h计实际烟气量m3N/kg 设计耗煤量950 3kg/h5. 工况下总烟气量 (2-5)式中： 标准状况下的烟气流量，；工况下烟气温度，K；标准状态下的温度，273K。6 烟气含尘浓度： 2-6式中：18%；15.18%；29164.3
7、35mg/m3N。7. 烟气中二氧化硫浓度的计算：3.9480103mg/m3N 2-7式中： 2.02%。燃煤产生的实际烟气量m3N/kg 8. 除尘效率计算: (2-8) 式中：C烟气含尘浓度，mg/m3N；Cs锅炉烟尘排放标准中规定值，200mg/m3N。 9. 脱硫效率计算 (2-9)式中：CSO2标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，900。SO2标准状态下二氧化硫浓度，3.9480103；表2-1 计算所得数据表序号工程计算所得序号工程计算所得1理论空气量6烟气含尘浓度2理论烟气量7烟气中二氧化硫浓度3实际烟气量8除尘效率4烟气流量9脱硫效率5工况下总烟气量3.1 脱硫设备设计3
8、.1.1常见的烟气脱硫工艺脱硫技术是将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。燃烧后的烟气脱硫工艺常见的有以下几种：1. 石膏脱硫法 石膏脱硫法的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进展氧化反响生成硫酸钙，硫酸钙到达一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比拟低，
9、脱硫效率可大于95%。2.氨水洗涤法脱硫工艺 该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经换热器冷却至90100，进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF，洗涤后的烟气经过液滴别离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SO2被洗涤吸收除去，经洗涤的烟气排出后经液滴别离器除去携带的水滴，进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。3.烟气循环流化床脱硫工艺 烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘石灰石膏法脱硫工艺流程器及控制系统等局部组成。该工艺一
10、般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，或者其它对二氧化硫有吸收反响能力的干粉或浆液作为吸收剂。 由锅炉排出的烟气从吸收塔即流化床底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，。在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反响生成CaSO和CaSO。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被别离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。 此工艺所产生的副产物呈干粉状，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反响完的吸收剂Ca(O
11、H)2等组成，适合作废矿井回填、道路根底等。 典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70。此工艺在国外目前应用在1020万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。3.1.2比对脱硫技术SO2的控制技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃炔的脱硫亦称为烟气脱硫三种。由于烟气中的硫以SO2形态存在，脱除较易，烟气脱硫FGD)是目前应用最广泛、效率最高的脱硫技术，也是控制SO2排放的主要手段。本课程设计中含硫烟气为低浓度SO2烟气，由于其烟气量大，直接选择采用烟气脱硫工艺进展净化。根据脱硫过程是否参加液体和
12、脱硫产物的干湿形态可将烟气脱硫方法分为湿法、半干法、干法。湿法脱硫里应用溶液或浆液吸收SO2，其直接产物也是溶液或浆液，具有工艺成熟，脱硫效率高、操作简单等优点，但脱硫液处理较麻烦，容易造成二次污染，且脱硫后烟气的温度较低，不利于扩散。干法烟气脱硫过程无液体介入，完全在枯燥状态下进展，且脱硫产物也为干粉状，因而工艺简单投资较低，净化后温度降低很少，利于扩散，且无废水排出，但净化效率一般不高。半干法里用雾化的脱硫剂或浆液脱硫。但在脱硫过程中，雾滴被蒸发枯燥，直接产物是干态粉末，具有干法和湿法脱硫优点。表3-9 一些烟气脱硫方法介绍原理方法分类脱硫剂脱硫方法干湿状态脱硫产物处理终产品吸收石灰石/石
13、灰法Ca(OH)2CaCO3石灰石/石灰直接喷射法干法炉内喷钙-炉厚活化法半干法抛弃或利用脱硫灰喷雾枯燥法半干法抛弃或利用脱硫灰循环流化床脱硫法半干法抛弃或利用脱硫灰增湿灰循环脱硫法半干法抛弃或利用脱硫灰湿式石灰石/石灰-石膏法湿法氧化石膏石灰-亚硫酸钙法湿法加工产品亚硫酸钙氨法(NH4)2SO3氨-酸法湿法酸化分解浓SO2、化肥氨-亚氨法湿法氨中和亚硫酸铵氨-硫氨法湿法氧化硫酸铵NH3H2O新氨法湿法酸分解、制酸化肥、硫酸钠碱法Na2SO3(NaOH、Na2CO3)亚硫酸钠循环法湿法热再生浓SO2亚硫酸钠法湿法碱综合亚硫酸钠钠盐-酸分解法湿法酸化分解浓SO2、冰晶石海水脱硫海水中CO32-、HCO3-等碱性物质海水脱硫法湿法排入大海间接石灰石/石灰法Na2SO3或NaOH双碱法湿法石灰中和石膏Al2(SO4)3Al2O3碱性硫酸
